Aula7-_Classificação_dos_Aços

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Aula 7 – Classificação dos Aços
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 Aços são ligas Ferro-Carbono, em 
geral com teores de até cerca de 2,0 % 
de Carbono, que não sofrem reação 
eutética.
Aços - Definição
 OBS: Existem aços-ferramenta com teores de 
carbono acima de 2%.
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Introdução
• O Aço é o material metálico mais usado no mundo (~ 80%); considerando apenas os
laminados, o volume de produção atinge cerca de 1 bilhão de toneladas por ano.
• O principal motivo desse grande volume é o seu baixo custo de produção, além da ampla
gama de especificações/propriedades obtidas com variações na composição química, nos
tratamentos térmicos e nas condições de processamento empregados na sua fabricação.
• Existe uma vasta lista de diferentes tipos de aços, os quais podem ser classificados por
critérios que considerem algumas de suas características, facilitando a sua identificação.
• Os critérios se baseiam na composição química, no processamento, na microestrutura, nas
propriedades e na função relacionada ao aço, ou ainda em combinações dessas características.
Composição
Química
Processo de 
Fabricação
Microestrutura Propriedades Função
• Existe relação entre tais características, pois a composição química e o processo de fabricação
suas propriedades e essas são necessárias para a função (ou aplicação).
definem a microestrutura do aço, que por sua vez se correlaciona com as
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Introdução
• Exemplos dos citados critérios de classificação: aços microligados (classificação baseada
na composição química), aços forjados (baseada no processo de fabricação), aços
perlíticos (baseada na microestrutura), aços ultra-resistentes (baseada nas
propriedades), aços para tubos (baseada na função), aços inoxidáveis austeníticos
(classificação baseada na combinação de propriedade e microestrutura).
Classificação 
dos Aços
Microestrutura
Composição
Química
Processo de 
Fabricação
Função
Propriedades
• Algumas instituições profissionais (AISI, SAE, ABNT, DIN, JIS, BS, etc.) criaram sistemas
de classificação dos aços, geralmente baseados na sua composição química, conforme
mostrado adiante.
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Classificação dos aços segundo a composição química
 Aços-Carbono – Além do Fe e do C, estão presentes somente elementos residuais e aqueles
provenientes do processo de fabricação (baixos teores), tais como Mn, P, S, Si, Al e N. São sub-
divididos em: Ultra Baixo C (< 0,015 % C), Extra Baixo C (0,015 a 0,030 % C), Baixo C (0,030
a 0,3% de C), Médio C (0,3 a 0,6 %) e Alto C (acima de 0,6% de C).
 Aços Baixa Liga – Os elementos residuais podem ter teores acima dos usuais, ou ainda
outros elementos de liga em baixos teores (total abaixo de 3 a 3,5%). Tais quantidades não
costumam alterar radicalmente a estrutura e os tratamentos térmicos empregados nesses aços,
quando comparados aos aços-carbono.
 Aços Microligados – Sub-grupo dos baixa liga, cujos aprimoramentos de processo
(principalmente nos anos 80) permitiram a exploração de elementos formadores de carbonetos
e nitretos (principalmente Nb, Ti e V) para o refino de grão ferrítico final e endurecimento por
precipitação através de laminação controlada. Assim, tais aços conseguem aliar alta resistência,
boas conformabilidade, soldabilidade e tenacidade, com baixo custo.
 Aços Alta Liga – O teor total dos elementos de liga é no mínimo 10 a 12%. Nesses casos,
microestrutura e propriedades podem ser bem diferentes das dos aços-carbono, exigindo em
geral técnicas especiais para os tratamentos térmicos e mecânicos.
 Aços Média Liga – Grupo com teores de elementos de liga intermediários aos de baixa e alta
liga.
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yy A xx Z
yy  tipo de aço (ao C, ao Mn, ao Cr)
A  presença de elementos especiais
aços com Boro – yy B xx
aços com Vanádio – yy V xx
xx  % de Carbono no aço x 100 
Z  características adicionais de qualidade
H – temperabilidade assegurada
Sistemas SAE, AISI, UNS e ABNT de classificação dos aços
Designação
Tipo de Aço
SAE AISI
10XX C10XX Aços carbono comuns
11XX C11XX Aços de usinagem (ou corte) fácil, com alto S
13XX 13XX Aços manganês com 1,75% de Mn
23XX 23XX Aços níquel com 3,5% de Ni
25XX 25XX Aços níquel com 5% de Ni
31XX 31XX Aços níquel-cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr
33XX E33XX Aços níquel-cromo com 3,5% de Ni e 1,55% de Cr
40XX 40XX Aços molibdênio com 0,25% de Mo
41XX 41XX Aços cromo-molibdênio com 0,50% ou 0,95% de Cr e 0,12% ou 0,20% de Mo
43XX 43XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,8% de Ni, 0,5% ou 0,8% de Cr e 0,25% de Mo
46XX 46XX Aços níquel-molibdênio com 1,55% ou 1,80% de Ni e 0,20% ou 0,25% de Mo
47XX 47XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 0,20% de Mo
48XX 48XX Aços níquel-molibdênio com 3,5% de Ni e 0,25% de Mo
50XX 50XX Aços cromo com 0,28% ou 0,65% de Cr
50BXX 50BXX Aços cromo-boro com baixo teor de Cr e no mínimo 0,0005% de B
51XX 51XX Aços cromo com 0,80% a 1,05% de Cr
61XX 61XX Aços cromo-vanádio com 0,80% ou 0,95% de Cr e 0,10% ou 0,15% de V
86XX 86XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% de Ni, 0,50 ou 0,65% de Cr e 0,20% de Mo
87XX 87XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 0,55% de Ni, 0,50% de Cr e 0,25% de Mo
92XX 92XX Aços silício-manganês com 0,85% de Mn e 2,0% de Si
93XX 93XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 3,50% de Ni, 1,20% de Cr e 0,12% de Mo
94BXX 94BXX Aços níquel-cromo-molibdênio com baixos teores e no mínimo 0,0005% de B
98XX 98XX Aços níquel-cromo-molibdênio com 1,00% de Ni, 0,80% de Cr e 0,25% de Mo
Aços Ferramentas e Rápidos
Tipo 
AISI
ABNT
Especificação
Tipo de Aço
carbono liga
W alto sem trabalho a frio, têmpera em água, boa resistência ao desgaste
O alto baixa trabalho a frio, têmpera em óleo, boa resistência ao desgaste
D alto alta trabalho a frio, têmpera ao ar, alta resistência ao desgaste, indeformável
S médio baixa trabalho a frio/quente, têmpera em óleo, resistência ao impacto
A alto média trabalho a frio, têmpera ao ar ou em óleo
P,C,L médio baixa trabalho a frio/quente, têmpera em óleo para moldes e matrizes
H médio média trabalho a frio /quente, têmpera em óleo, boa tenacidade
M,T alto alta aços rápidos ao molibdênio (M) e ao tungstênio (T)
H médio alta trabalho a frio/quente, alta resistência ao desgaste
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Efeitos desejáveis dos elementos de liga nos aços
 Mudanças nas linhas de transformação do diagrama de equilíbrio Fe-C:
 efeito sobre a composição do eutetóide.
 efeito sobre a temperatura da reação eutetóide.
 efeito sobre o campo austenítico.
 Mudança na posição da curva TTT ou CCT (temperabilidade).
 Influência nas temperaturas de início e fim de formação da Martensita.
 Endurecimento por solução sólida.
 Endurecimento pela formação de carbonetos e de outros compostos 
intermetálicos.
 Aumento da resistência ao desgaste.
 Aumento da resistência à corrosão.
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Classificação dos aços segundo a microestrutura
 Ferríticos: é o caso dos aços com baixos teores de carbono e dos elementos residuais
provenientes do processo de fabricação, incluindo os aços extra-baixo carbono, ultra-baixo
carbono e os livres de intersticiais (IF – Interstitial Free Steels). Também engloba aços com
elevados teores de elementos de liga estabilizadores da ferrita (por exemplo: inoxidáveis),
como Cr, Si e W, mas sempre com baixos teores de C. Não são temperáveis.
 Perlíticos: pode ser aço ao carbono(eutetóide), ou com elementos de liga em teores
relativamente baixos (máx. 5%), no estado recozido ou normalizado. Sua microestrutura e
propriedades mecânicas podem ser profundamente alteradas via tratamento térmico de
têmpera e revenido.
 Ferrítico-perlíticos: semelhantes aos perlíticos, mas com menores teores de carbono (hipo-
eutetóides).
 Bainíticos: é o caso dos aços produzidos pelo tratamento de “ausforming”. Além desses,
vale destacar os bainíticos mais usados atualmente: aços de baixo C, com elementos de liga
como Mn, Mo e B, favorecendo a separação das curvas de transformação da perlita e da
bainita. Assim, o resfriamento acelerado e controlado após laminação a quente viabiliza a
produção de chapas grossas de aços bainíticos. A bainita formada em temperaturas mais
baixas (bainita inferior) mostra melhor balanço de propriedades mecânicas, aliando elevadas
resistência e tenacidade com boa soldabilidade.
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Classificação dos aços segundo a microestrutura
 Martensíticos: engloba aços ao carbono (médio ou alto carbono) assim como aços-liga. São
obtidos através de tratamento térmico de têmpera, normalmente completado com revenido,
para ajuste das propriedades mecânicas. Possuem muito altas dureza e resistência mecânica,
assim como elevada resistência ao desgaste.
 Austeníticos: a microestrutura austenítica só estará presente na temperatura ambiente caso
o material tenha elementos de liga estabilizadores da mesma, como é o caso do níquel, do
manganês e do cobalto. Exemplos principais são os aços inoxidáveis austeníticos da série 300,
como o tradicional 18 Cr 8 Ni, e os aços resistentes ao desgaste do tipo Hadfield (alto carbono
e alto manganês), cuja austenita sofre transformação martensítica induzida por deformação.
 OBS: Em todos os casos citados anteriormente, podem estar presentes partículas de
carbonetos (principalmente cementita) de variadas formas, dimensões, espaçamentos e
quantidades, dependendo do teor de carbono e dos elementos formadores de carbonetos,
e ainda dependendo dos ciclos térmicos usados.
 Carbídicos: caracterizados por apresentarem quantidades consideráveis de carbono e
elementos formadores de carbonetos (Cr, W, Mn, Ti, Nb, V, Zr). Sua microestrutura engloba
carbonetos complexos dispersos na matriz, em geral martensítica ou austenítica. São usados
especialmente em ferramentas de corte e em matrizes.
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Classificação dos aços segundo a microestrutura
 Esferoidizados: são aços de alto carbono, obtidos por tratamento térmico de longa duração
para transformar perlita ou martensita numa microestrutura de glóbulos de cementita em
matriz ferrítica. Assim, é possível alcançar a máxima usinabilidade do material.
 Bifásicos: Os aços bifásicos típicos possuem microestrutura formada por “ilhas” duras de
martensita (15 a 20 %) dispersas numa matriz ferrítica poligonal macia (80 a 85 %),
aliando alta resistência e boa conformabilidade. São de baixo C (0,10%) com Mn entre 1,0 e
1,5% e Si em torno de 0,5%. Os mais usados atualmente são obtidos pelo resfriamento a
partir do campo bifásico +γ (aços laminados a frio e recozidos continuamente). Aplicados
principalmente em peças de reforço de estruturas de carrocerias automotivas.
Atenção: microestrutura bifásica  microestrutura duplex.
 Multifásicos: O principal exemplo de microestrutura multifásica é o dos Aços TRIP (Aços
com Plasticidade Induzida por Transformação ou Transformation Induced Plasticity Steels). Em
geral mostram 50 a 60% de ferrita, 25 a 40% de bainita, 5 a 15% de austenita retida e
eventualmente alguma pequena quantidade de martensita. Possuem alta resistência (600 a 800
MPa), ótima dutilidade (15 a 30% de deformação uniforme) e boa tenacidade, ligadas ao
crescente valor de n (expoente de encruamento) com a progressiva formação de martensita
durante a evolução da deformação plástica . Usados principalmente na conformação de peças
complexas (grandes deformações por estiramento) ou em peças de reforço de carrocerias
automotivas (para se ter grande absorção de energia em colisão futura).
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Classificação dos aços segundo a microestrutura
 Duplex: Os aços inoxidáveis duplex são ligas Fe-Cr-Ni-Mo, com microestrutura de ferrita e
austenita ( 50% de cada). Mostram vantagens em relação aos austeníticos, com maior
resistência à corrosão em meios contendo cloretos (água do mar), incluindo corrosão sob
tensão, intergranular e corrosão por pites (super duplex). Possuem elevado LE (o dobro dos
aços austeníticos), com alongamento mínimo de 25%. Possuem baixo teor de carbono
(<0,03%), cromo entre 20 e 30%, níquel de 5 a 8%, e adições de molibdênio, nitrogênio,
tungstênio e cobre (maiores teores de liga nos super duplex). São usados nas indústrias
química e petroquímica, de papel e celulose, siderúrgicas, alimentícias e de geração de energia.
Destaque para equipamentos rotativos (bombas centrífugas), equipamentos estáticos (válvulas
reguladoras de fluxo), e estruturas marinhas na indústria de extração de petróleo.
Microestrutura típica de um aço inox duplex
(400X).
Corpo de válvula de esfera para uso submerso 
no mar, feito em aço inox duplex.
Microestrutura 
Duplex
Dispersão
Microestrutura 
em Rede
Microestrutura 
Bifásica
Representação de microestruturas de 2 fases
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
../Resistência química de fluoropolímeros.pdf
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(a) Fototomicrografia de um aço com teor
de carbono ultra baixo, apresentando
microestrutura formada por granulação
ferrítica.
OBS: 500X; ataque de Marshalls.
(a) (b)
(b) Fotomicrografia de um aço baixo carbono, 
apresentando grãos de ferrita e algumas
partículas de cementita nos contornos de 
grão ferríticos.
OBS: 200X; ataque de Marshalls.
Microestruturas típicas dos Aços-Carbono
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(a) Fotomicrografia de um aço SAE/ AISI 
1008 apresentando grãos de ferrita e 
colônias de perlita (regiões escuras).
OBS: 200X; ataque com 4% picral + 2% nital.
(a) (b)
(b) Fotomicrografia de um aço SAE/ AISI 
1020 mostrando grãos de ferrita e maior
quantidade de perlita que no caso anterior.
OBS: 200X; ataque com 4% picral + 2% nital.
Microestruturas típicas dos Aços-Carbono
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Fotomicrografia de um aço eutetóide (alto-
carbono) após tratamento de normalização.
Microestrutura totalmente perlítica.
Fotomicrografia de um aço médio-
carbono (hipo-eutetóide) recozido, com
microestrutura ferrítica-perlítica.
Microestruturas típicas dos Aços-Carbono
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Fotomicrografia de um aço alto-carbono na
condição esferoidizado. Microestrutura obtida
por tratamento (a partir do aço recozido ou
temperado) em temperatura próxima da
eutetóide por longo tempo (~ 24 hs).
OBS: 500X; ataque com 4% picral + 2% nital.
Fotomicrografia de um aço médio-carbono
hipoeutetóide, mostrando matriz perlítica e 
uma rede de ferrita pró-eutetóide nucleada
nos contornos de grão da austenita original.
OBS: 200X; ataque com 4% picral + 2% nital. 
Microestruturas típicas dos Aços-Carbono
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Microestruturas típicas dos Aços-Carbono
Fotomicrografia de um aço baixa liga
mostrando microestrutura bainítica.
OBS: 500X; ataque com 4% picral + 2% nital.
Fotomicrografia de um aço baixa-liga
mostrando microestrutura martensítica.
OBS: 1000X; ataque com 4% picral + HCl e 
10% metabisulfato de sódio.
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(b)
(b) Fotomicrografia em MEV de um aço bifásico,
apresentando regiões de martensita na matriz
ferrítica. Imagem de elétrons retroespalhados, e
ataque Nital.
Microestrutura típica de Aços Bifásicos
Aço Bifásico - DP
Ferrita
Martensita
(a)
(a) Representação esquemática da
microestrutura de um aço bifásico,
mostrando as ilhas de martensita na
matriz ferrítica.
Ferrita Martensita
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(b)
(b) Fotomicrografia em MEV de um aço TRIP, com
microestrutura multifásica. Aço com 1.5Mn–
1.5Si–0.3C após recozimento contínuo (772 °C
600 s + resfriamento rápido + 340 °C
900 s + resfriamento em água).
Microestrutura típica de Aços Multifásicos
(a)
(a) Representação esquemática da
microestrutura multifásica de um
aço TRIP, com predominância de
ferrita e bainita.
Aço assistido por TRIP
Ferrita
Bainita
Martensita
Austenita
Retida 
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Fotomicrografia em MEV de um aço TWIP
(Twinning Induced Plasticity). Os Aços TWIP são
austeníticos e continuam sendo após a
deformação plástica que gera as maclas.
Microestrutura típica de Aço TWIP
• A plasticidade induzida por maclação
é observada em aços de alta liga, com
15-25% de Mn, 2-4% de Si e de Al.
•A maclação progressiva promove um
refinamento crescente na austenita
(conforme ela é deformada),
resultando em elevado expoente de
encruamento n (até 0,4), e grande
capacidade de absorção de energia
(0,5 J/mm3), bem superior à de outros
aços.
• Logo, o mecanismo TWIP aumenta
simultaneamente a resistência
mecânica e a ductilidade dos aços.
• A microestrutura austenítica dos aços
TWIP apresenta alta tenacidade,
mantendo fratura dúctil na faixa entre
-196°C e 400°C (ausência de T de
transição).
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Microestrutura típica de Aço TWIP
Micrografias óticas mostrando microestruturas de um típico aço TWIP:
(a) Sem deformação, (b) 18% de deformação, (c) 26% de deformação, (d) 34% de deformação.
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Microestruturas de Aços Inoxidáveis
Fotomicrografia ótica de um aço
inoxidável AISI 316 mostrando
microestrutura austenítica (250X).
Fotomicrografia em MEV de um aço inoxidável 
com microestrutura duplex, tendo quantidades 
semelhantes de ferrita e austenita (3.000X).
Fonte: MR6120 – Materiais Metálicos; http://www.fei.edu.br/~rodrmagn
© 2008 – Rodrigo Magnabosco – Slide 4
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Classificação dos aços segundo a aplicação
 É muito difícil estabelecer uma classificação precisa e completa para todos os tipos de aços.
 Além da classificação com base na composição química e na microestrutura, é comum se ver
na literatura uma classificação segundo a “aplicação”, mas que na verdade é uma classificação
baseada em propriedade ou na função. Nos próximos slides é apresentada tal classificação.
 Vários sub-grupos de aços especiais estabeleceram sistemas próprios de classificação,
como no caso dos aços para ferramentas.
 Caso haja necessidade de se conhecer em detalhes a especificação de um aço de certo grupo
por aplicação, recomenda-se a consulta aos bancos de dados, referências tradicionais ou
manuais técnicos produzidos pelos fornecedores.
Aços para Chapas (função), usados em carrocerias 
automotivas (Ford B-Max com portas sem a coluna central)
Aço Inoxidável (propriedade), usado em construções metálicas
Man dives through Ford B MAX! Advert ! ByKayseri !.wmv
Man dives through Ford B MAX! Advert ! ByKayseri !.wmv
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Classificação dos aços segundo a aplicação
 Aços para Fundição – Caracterizados por
apresentarem boa combinação de resistência,
ductilidade e tenacidade; além disso,
apresentam boa usinabilidade e adequada
soldabilidade; muitos tipos podem sofrer
tratamento térmico de têmpera e revenido.
 Aços Estruturais – São aços ao carbono ou
com pequenos teores de elementos de liga, com
boas ductilidade e soldabilidade, além de
elevado valor da relação LR/LE; um sub-grupo
de destaque são os ARBL, que exploram o
endurecimento por refino de grão e por
precipitação.
 Aços para Trilhos – As condições de serviço
exigem características de elevadas dureza,
resistência mecânica e ao desgaste; são
tipicamente aços alto carbono ou baixa liga,
algumas vezes com tratamento térmico de
têmpera superficial no boleto.
Aula3- Materiais de Engenharia - Classes e Sub-Classes.pptx#14. Slide 14
../Material para trabalhos/Trilho TR 57.ppsx
trilhos_arcelor_mittal.pdf
trilhos_arcelor_mittal.pdf
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 Aços para Tubos – Vários desses aços podem
também ser classificados como estruturais ou
para chapas. Como os anteriores, são em geral
aços-carbono ou aços de baixa liga; merecem
destaque os aços microligados (com Nb, Ti e/ou
V) produzidos por laminação controlada,
destinados a tubos de grande diâmetro, como por
exemplo os da Série API (American Petroleum
Institute); eles aliam alta resistência com elevada
tenacidade e boa soldabilidade.
 Aços para Chapas – Podem apresentar uma
ampla gama de propriedades mecânicas,
dependendo do uso final; o sub-grupo dos aços
para estampagem, por exemplo, englobam aços
com elevado valor do coeficiente de anisotropia
(R) , como é o caso dos aços IF (Interstitial Free);
em geral mostram excelente conformabilidade e
soldabilidade, além de uniformidade dimensional,
limpeza interna e bom acabamento superficial.
Classificação dos aços segundo a aplicação
Chevrolet Volt 2016
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Classificação dos aços segundo a aplicação
 Aços para chapas de aplicação automotiva – Os aços de aplicações automotivas podem
ser classificados pela combinação entre resistência e ductilidade, como mostrado abaixo.
 Na primeira geração dos AHSS (Advanced High Strength Steels) estão os Aços TRIP
(Transformation Induced Plasticity), Dual Phase (DP), Complex Phase (CP, multifásicos) e
Aços Martensíticos (MART), que incluem os aços ao boro para estampagem a quente
(Boron HS) e os aços tratáveis pós-conformação (Post-Forming Heat-Treatable - PFHT).
 Na segunda geração dos AHSS estão os aços TWIP (twinning induced plasticity), L-IP
(lightweight steels with induced plasticity) e os inoxidáveis austeníticos de alta resistência.
Outros aços presentes na figura:
 aços de baixa resistência 
 IF - Interstitial Free
 Mild Steels (baixo C comuns)
 convencionais de alta resistência
 ISO - Isotropic Steels (r = 0)
 BH - Bake-Hardenable
 C-Mn - Carbon-Manganese
 IF-HS - IF High-Strength
 HSLA - High-Strength Low Alloy
Low Strength
(LE < 210 MPa) High Strength
Ultra High Strength
(LE > 550 MPa)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
10
20
30
40
50
60
70
0
Tensile Strength (MPa)
T
o
ta
l 
E
lo
n
g
a
ti
o
n
(%
)
IF
Mild
ISO
IF-HS
BH
MART
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Classificação dos aços segundo a aplicação
Aços parachapas de aplicação automotiva
Coluna B
Longarina
Frontal
Longarina Lateral do Teto
Painel Rocker
Torre de
Choque
“Shotgun”
Aços no FSV BEV
% do peso da estrutura
Travessas
• O Projeto FSV - Future Steel Vehicle desenvolveu
configurações para estruturas de carrocerias
automotivas, como o exemplo mostrado ao lado
(Modelo BEV – Battery Electric Vehicle).
• O Projeto considerou tecnologias de manufatura
e um conjunto de aços que já estão ou estarão
disponíveis entre 2015 e 2020.
• Os componentes da estrutura exploram diversos
aços avançados de alta resistência, os quais tem
seu percentual no peso total da estrutura
(188 kg) mostrado no gráfico ao lado.
• Além dos aços bifásicos (DP), complex phase
(CP), ARBL (HSLA), e martensítico (MS), algumas
das principais peças são produzidas com aço ao
boro para conformação a quente (HF 1500):
coluna B, “shotgun” e longarina lateral do teto.
• Mas a maior novidade do projeto é o emprego de
aço TRIP na longarina frontal, e de aço TWIP
na torre de choque. Ambos aliam alta
resistência mecânica com grande capacidade de
deformação plástica.
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
• A tabela da esquerda mostra uma lista de especificações dos vários aços (a maioria é de
AHSS) usados no programa FSV (inclusive TWIP). A tabela da direita mostra os diversos aços
usados no programa ULSAB-AVC (2002), antecessor ao FSV. Aços martensíticos = MS ou MART.
Aços no Projeto “Future Steel Vehicle” (FSV)
Especificação
LE mín. 
(MPa)
LR mín. 
(MPa)
Def. 
(%)
Valor 
“n”
R 
barra
Código 
de Uso
Mild 140/270 140 270 38-44 0,23 1,8 A,C,F
BH 210/340 210 340 34-39 0,18 1,8 B
BH 260/370 260 370 29-34 0,13 1,6 B
IF 260/410 260 410 34-38 0,20 1,7 C
DP 280/600 280 600 30-34 0,21 1,0 B
IF 300/420 300 420 29-36 0,20 1,6 B
DP 300/500 300 500 30-34 0,16 1,0 B
HSLA 350/450 350 450 23-27 0,22 1,0 A,B,S
DP 350/600 350 600 24-30 0,14 1,1 A,B,C,W,S
DP 400/700 400 700 19-25 0,14 1,0 A,B
TRIP 450/800 450 800 26-32 0,24 0,9 A,B
HSLA 490/600 490 600 21-26 0,13 1,0 W
DP 500/800 500 800 14-20 0,14 1,0 A,B,C,W
SF 570/640 570 640 20-24 0,08 1,0 S
CP 700/800 700 800 10-15 0,13 1,0 B
DP 700/1000 700 1000 12-17 0,09 0,9 B
MART 950/1200 950 1200 5-7 0,07 0,9 A,B
MnB 1200 1600 4-5 nd nd S
MART 1250/1520 1250 1520 4-6 0,07 0,9 A
Código de Uso: A = peças auxiliares; B = estrutura da carroceria; C = tapamentos;
F = tanque de combustível; S = suspensão/chassis; W = rodas 
Especificação
LE típico 
(MPa)
LR típico 
(MPa)
Def. 
(%)
Mild 140/270 150 300 42-48
BH 210/340 230 350 35-41
BH 260/370 275 390 32-36
BH 280/400 325 420 30-34
IF 260/410 280 420 34-48
IF 300/420 320 430 29-36
FB 330/450 380 490 29-33
HSLA 350/450 360 470 23-27
DP 300/500 345 520 30-34
HSLA 420/500 430 530 22-26
FB 450/600 530 605 18-26
HSLA 490/600 510 630 20-25
DP 350/600 385 640 24-30
TRIP 350/600 400 630 29-33
SF 570/640 600 660 20-24
HSLA 550/650 585 675 19-23
TRIP 400/700 420 730 24-28
SF 600/780 650 830 16-20
HSLA 700/780 750 830 15-20
CP 500/800 520 815 10-14
DP 500/800 520 835 14-20
TRIP 450/800 550 825 26-32
CP 600/900 615 910 14-16
CP 750/900 760 910 14-16
TRIP 600/980 650 990 15-17
TWIP 500/980 550 990 50-60
DP 700/1000 720 1030 12-17
CP 800/1000 845 1005 8-13
DP 800/1180 880 1235 10-14
MS 950/1200 960 1250 5-7
CP 1000/1200 1020 1230 8-10
DP 1150/1270 1160 1275 8-10
MS 1150/1400 1200 1420 4-7
CP 1050/1470 1060 1495 7-9
HF 1050/1500 before 380 500 23-27
HF 1050/1500 after 1220 1600 5-7
MS 1250/1500 1265 1520 3-6
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Nota
UltraLight Steel Auto Body – Advanced Vehicle Concepts
Professor
Realce
Professor
Nota
Advanced High Srenght Sreels
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Materiais metálicos para otimizar o desempenho em colisão
Região de 
deformação
Região de 
deformação
Compartimento dos 
passageiros
0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 Aços e Ligas de Alumínio
Al 2008-T4
Al 6111-T4
Al 5182-O
Al 2036-T4
Al 6010-T6
Aço Multifásico
Aço Estampado a Quente
Aço Bifásico
Aço ARBL
Aço Ferrítico-Bainítico
Aço Bake-Hardening
Aço Interstitial Free
Redução de peso com 
resistência à intrusão
Resistência específica = LR/densidade (MPa/kg/m3)
D
e
fo
rm
a
ç
ã
o
 T
o
ta
l 
(%
)
“Crumple zone” “Crumple zone”
• A busca por maior segurança dos passageiros também
vem proporcionando grande evolução dos projetos dos
automóveis.
• A capacidade de suportar esforços e deformações é o
ponto básico do projeto, decorrendo da escolha dos
materiais usados e da geometria considerada nas
peças da estrutura da carroceria.
• Duas regiões com diferentes requisitos de segurança são
analisadas: o compartimento dos passageiros e a região de
deformação (“crumple zone”).
• O compartimento dos passageiros deve ser uma “célula
de sobrevivência”, protegendo os ocupantes do veículo no
caso de uma colisão. Tal região não deve sofrer deformações
ou intrusões acima de limites definidos em normas, o que
exige materiais com elevado valor de limite de escoamento.
• As regiões de deformação são projetadas para absorver o
máximo de energia possível, caso ocorra colisão frontal ou
traseira, amortecendo o impacto e ajudando a preservar a
integridade da estrutura do compartimento dos passageiros.
Os materiais estruturais devem ter elevado LR e grande
deformação total até a fratura no ensaio de tração.
• A figura ao lado mostra alguns aços e ligas de alumínio
usados nos projetos atuais de carrocerias automotivas.
Requisitos de segurança em estruturas de veículos
Região
Requisitos de 
desempenho
Propriedades 
do material
Evidência de 
desempenho
Material 
potencial
Região de 
deformação
Alta absorção de 
energia numa 
colisão
Elevado 
expoente de 
encruamento, 
alta resistência e 
dutilidade
Extensa área 
abaixo da curva 
tensão-
deformação
Aços Bifásicos, 
Multifásicos, 
TRIP, TWIP, TBF, 
Q&P, Ligas de Al 
Compartimento 
dos passageiros
Sem deformação 
ou intrusão 
numa colisão
Alto limite de 
escoamento
Elevado valor do 
LE na curva 
tensão-
deformação
Aço Martensítico, 
Hot-Formed, 
Bifásico>980 MPa 
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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Aços bifásicos (dual-phase steels ou DP)
Aço Bifásico - DP
Ferrita
Martensita
• Os aços bifásicos típicos possuem microestrutura
formada por “ilhas” duras de martensita (fração
volumétrica de 15 a 20 %) dispersas numa matriz
ferrítica poligonal macia (80 a 85 %).
• Tal microestrutura confere características mecânicas
de alta resistência e boa conformabilidade:
escoamento contínuo (ausência do patamar de
escoamento definido, observado nos aços ferrítico-
perlíticos, inclusive nos microligados); limite de
escoamento entre 300 e 700 MPa; elevado expoente
de encruamento n, entre 0,2 e 0,3; limite de
resistência entre 500 e 1000 MPa; baixa razão elástica,
entre 0,5 e 0,6; e alongamento total superior a 30%
em alguns casos.
• A figura ao lado compara as curvas obtidas no
ensaio de tração para um aço bifásico e um aço ARBL
microligado convencional, com LE’s próximos.
• Nomenclatura: Tipo de Aço - LE mín./LR mín.
Exemplo: DP 350/600 é um Dual Phase com LE
mínimo de 350 MPa e LR mínimo de 600 MPa.
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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Aços bifásicos (dual-phase steels ou DP)
• Os aços bifásicos laminados a frio e recozidos
continuamente são produzidos a partir do aquecimento no
campo bifásico (ferrita + austenita) em torno de 790ºC
por alguns minutos.
• Em seguida são resfriados em duas etapas: a primeira
consiste de um resfriamento lento para formação de
pequena quantidade de ferrita, e a segunda etapa é um
resfriamentorápido para retenção da austenita residual ou
formação de bainita/martensita.
• O material passa então por um patamar de super-
envelhecimento, que pode servir (dependendo do tipo de
material) para o revenido da martensita/bainita já
formada, para a formação de bainita, ou para retenção da
austenita residual.
• Por fim, o material sofre o resfriamento final, que em
geral servirá para transformar a austenita remanescente
em bainita ou martensita.
• As figuras ao lado e na próxima página mostram
exemplos de ciclos de recozimento contínuo e classes de
aços bifásicos por eles produzidos.
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Aços bifásicos (dual-phase steels ou DP)
Especificação do aço
LR mín
(MPa)
LE 
(MPa)
Def. Total 
mín (%)
Laminado a Frio (CR 590 DP) 590 305-450 24
Laminado a Frio (CR 780 DP) 780 420-550 14
Laminado a Frio (CR 980 DP) 980 600-720 10
Galvanizado (GI 600 DP) 600 340-410 23
Galvanizado (GI 780 DP) 780 420-550 14
Galvannealed (GA 590 DP) 590 300-410 23
Galvannealed (GA 780 DP) 780 440-550 12
Galvannealed (GA 980 DP) 980 600-720 10
Dual-Phase Stress-Strain Curves
Engineering Strain (%)
DP 700/1000
DP 500/800
DP 350/600
DP 300/500
DP 250/450
Mild Steel
B+P+(M)
F
F+A
F+A
F+M
aquecimento
pote de Zn
encharque
resfriamento 
lento
galvannealing
resfriamento 
ao ar
Concepção Metalúrgica para Aços 
Bifásicos Galvannealed
En
gi
n
ee
ri
n
g
St
re
ss
 (
M
P
a)
Parar aqui
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Aços assistidos por TRIP
Aço assistido por TRIP
Ferrita
Bainita
Martensita
Austenita
Retida 
• Os aços que exploram as propriedades obtidas quando
a transformação martensítica ocorre durante a
deformação plástica da austenita são chamados de Aços
TRIP (Aços com Plasticidade Induzida por Transformação
ou Transformation Induced Plasticity Steels).
• Quando a austenita retida se apresenta em pequena
quantidade na microestrutura (menos de 20%), tal
material é conhecido como Aço assistido por TRIP.
• Tipicamente, são aços de baixa liga com microestrutura
multifásica, composta por 50 a 60% de ferrita, 25 a
40% de bainita e 5 a 15% de austenita retida.
• Suas principais propriedades mecânicas são alta
resistência (600 a 800 MPa), ótima dutilidade (15 a 30%
de deformação uniforme) e boa tenacidade, ligadas ao
crescente valor de n (expoente de encruamento) com a
progressiva formação de martensita durante a evolução
da deformação plástica (veja figura na próxima página).
• A figura ao lado compara as curvas obtidas no ensaio
de tração de um aço TRIP, um Bifásico e um ARBL típico,
todos com mesmo valor de LE (350 MPa).
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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Bhattacharya, D. - An Overview of Advanced High Strength Steels (AHSS), em AHSS 
Workshop Report, p.50, USA, 2006. 
Aços assistidos por TRIP
Especificação do aço
LR mín
(MPa)
LE 
(MPa)
Def. Total 
mín (%)
Laminado a Frio 590 TRIP 590 350-495 31
Galvannealed 590 TRIP 590 360-510 26
Galvanizado 590 TRIP 590 380-480 27
Laminado a Frio 780 TRIP 780 410-500 21
Galvannealed 780 TRIP 780 410-560 19
Galvanizado 780 TRIP 780 440-500 21
• A figura ao lado mostra um ciclo típico de recozimento contínuo para a
produção de Aço assistido por TRIP, destacando as diferentes frações de
martensita, bainita e austenita retida em função do tempo de
superenvelhecimento.
• A tabela abaixo mostra especificações de Aços assistidos por TRIP laminados
a frio e recozidos (ou galvanizados), com suas propriedades mecânicas.
• Abaixo são vistas curvas tensão-deformação (ensaio de tração) de algumas
especificações de aços TRIP, comparadas à curva típica de um aço baixo-
carbono (em azul).
• É importante que a austenita se mantenha estável até os níveis de deformação
a frio da aplicação específica, como no caso da conformação de peças
complexas ou para se ter grande absorção de energia em colisão futura.
TRIP 500/750
TRIP 450/700
TRIP 350/600
Mild Steel
TRIP Stress-Strain Curves
Engineering Strain (%)
En
gi
n
ee
ri
n
g
St
re
ss
 (
M
 P
a)
Professor
Realce
Professor
Realce
EEIMVR
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Aços de Fases Complexas (Complex Phase - CP)
• Os aços de fase complexa (Complex Phase, CP), são uma transição
entre os aços TRIP e os de ultra-alta resistência (MART), com LR entre
800 e 1000 MPa (80 a 90% de bainita, 5 a 10% de ferrita e 5 a 10%
de martensita). Usados em barras anti-colisão de portas, pára-choques
e coluna “B”.
CP Stress-Strain Curves
CP 1000/1200
CP 800/1000
CP 650/850
Mild Steel
Engineering Strain (%)
En
gi
n
ee
ri
n
g
St
re
ss
 (
M
 P
a)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
10
20
30
40
50
60
70
0
Tensile Strength (MPa)
T
o
ta
l 
E
lo
n
g
a
ti
o
n
(%
)
MART
TRIP
CP
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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Aços Martensíticos (Mart ou MS)
• Os aços martensíticos podem ser obtidos a partir do resfriamento da austenita na mesa de
saída do LTQ ou na seção de resfriamento do recozimento contínuo ou da zincagem contínua.
• Sua microestrutura é predominantemente martensítica, com pequenas quantidades de
ferrita e/ou bainita.
• Normalmente sofrem revenido após têmpera, de modo a ajustar dureza e dutilidade.
• A temperabilidade é ajustada pela presença de C, Mn, Cr, Mo, V, B em teores controlados.
• Os aços martensíticos sofrem ciclos térmicos similares aos dos aços de fase complexa,
porém sua composição química evita a formação de austenita retida e favorece a formação de
finos precipitados para incrementar a dureza da martensita ou bainita.
MS Stress-Strain Curves
Mild Steel
MS 950/1200
MS 1150/1400
Engineering Strain (%)
En
gi
n
ee
ri
n
g
St
re
ss
 (
M
 P
a)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
10
20
30
40
50
60
70
0
Tensile Strength (MPa)
T
o
ta
l 
E
lo
n
g
a
ti
o
n
(%
)
MS
Professor
Realce
Professor
Realce
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Aços Ferrítico-Bainíticos (FB)
• Os aços ferrítico-bainíticos são normalmente disponibilizados como laminados a quente.
• Sua microestrutura é composta de fina granulação ferrítica, endurecida pela presença da 2ª
fase bainita.
• São recomendados quando se precisa de boa capacidade de estiramento, e boa capacidade
de expansão de furo, necessárias para bom desempenho na deformação de bordas.
• A sua principal vantagem em relação aos Bifásicos e aos ARBL é justamente a maior
capacidade de estiramento na região das bordas aparadas, mostrando elevado valor do
expoente de encruamento (n) e deformação total no ensaio de tração.
• Sua boa soldabilidade o recomenda para a produção de Tailor Blanks (blanques soldados a
laser), apresentando também bom desempenho em fadiga e nos testes de colisão.
Micrografia do Aço FB 450/600
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Realce
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Aços Endurecíveis em Estufa (Bake-Hardenable Steels)
• Os Aços Endurecíveis em Estufa (Bake Hardenable Steels) apresentam microestrutura ferrítica e endurecimento
por solução sólida. São aços de baixo carbono, combinando composição química e processos termomecânicos que
proporcionem elevada quantidade de carbono em solução na ferrita.
• O Efeito “Bake Hardening” é o aumento do limite de escoamento resultante da exposição a alta temperatura
(típica das estufas para a cura da pintura) após uma pré-deformação (obtida pelo encruamento durante a
conformação mecânica da peça). Assim, o material apresentaelevada conformabilidade durante a produção da peça
(por exemplo, as portas e outros painéis externos de carrocerias automotivas), mas endurece posteriormente quando
passa pela estufa após a pintura, gerando maior resistência à identação (formação de pequenas depressões na
superfície da chapa por deformação plástica).
• O Índice “Bake Hardening” é medido através de
ensaio de tração, cujos CP’s sofrem um típico ciclo de
conformação e pintura automotiva (pré-deformação
uniaxial de 2% seguida de aquecimento a 170 ºC por
30 minutos). A figura ao lado mostra a curva obtida
no citado ensaio. O CP é tracionado, atingindo o limite
de escoamento no ponto A e sofrendo deformação
plástica até o ponto B (o encruamento é medido por B
menos A). O CP é então descarregado até o ponto C
para o aquecimento que simula a passagem pela
estufa. Em seguida, o CP é novamente tracionado até
ultrapassar o novo limite de escoamento (ponto D),
sendo então medido o Índice BH pela diferença
D menos B.
• Vale destacar que alguns AHSS, como os Bifásicos
(Dual Phase) e os Aços TRIP, também apresentam
o Efeito BH, ao contrário dos ARBL e outros aços
convencionais de alta resistência.
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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• O Processo Direto engloba 5 estágios, nos quais o aço apresenta diferentes propriedades:
1. (Elipse 1 da figura acima): Corte do blanque na temperatura ambiente. Material
com LE de 340-480 MPa, LR de até 600 MPa e Altotal maior que 18%.
2. (Elipse 1): Aquecimento do blanque até 850-900 ºC.
3. (Elipse 2): Conformação a quente na prensa. Elevado Altotal (mais de 50%) e baixo
LE na temperatura de conformação permitem extensas deformações com baixas
tensões (tensões verdadeiras entre 40 e 90 MPa).
4. (Elipse 2): Têmpera na prensa. Após conformação, a peça é temperada na prensa e
apresenta LR acima de 1500 MPa e Altotal de 4 a 8% (microestrutura martensítica).
5. (Elipse 3): Operações pós-conformação. Em função da alta dureza, são necessários
processos especiais de acabamento (principalmente corte e aparamento).
• Aços ao Boro para conformação a quente
(0,002 a 0,005% B) permitem otimizar a espessura
e produzir peças com formas complexas, sem o
problema de retorno elástico (springback).
• Uma temperatura mínima típica de 850 ºC deve
ser mantida durante o processo de conformação
(campo austenítico), seguida de uma taxa de
resfriamento maior que 50 ºC/s, para garantir as
propriedades mecânicas finais desejadas.
Aços para Conformação a Quente (Hot Formed - HF)
Professor
Realce
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1. (Elipse 1 da figura da página anterior): Corte do blanque na temperatura ambiente.
2. (Elipse 1): Pré-conformação da peça (maior parte da deformação total) na temperatura
ambiente, usando uma prensa e matriz tradicional. O material antes de conformar tem LE de
340-480 MPa, LR de até 600 MPa e Altotal maior que 18%, limitando sua conformabilidade.
3. (Elipse 1): Aquecimento da peça até 850-900 ºC.
4. (Elipse 2): Conformação final da peça em alta temperatura, com baixa resistência e elevadas
deformações (baixa resistência à deformação e elevada capacidade de se deformar).
5. (Elipse 3): Têmpera na prensa. Peças complexas com LR acima de 1500 MPa, Altotal de 4 a
8% (microestrutura martensítica) e zero de retorno elástico, após têmpera.
Aços para Conformação a Quente (Hot Formed - HF)
Hot Stamping Process
• No Processo Direto de Conformação a
Quente, toda deformação feita no blanque é
realizada no campo austenítico (acima de 850
ºC), sofrendo a peça têmpera posterior.
• Já no Processo Indireto, a maior parcela da
conformação da peça é feita na temperatura
ambiente, sendo completada a conformação
em alta temperatura, seguida de têmpera.
• Os diferentes estágios do Processo Indireto
de Conformação são detalhados a seguir:
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1984 1987 1997 2002 2005 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
5
93
168
221
345
480
605
697
82
141
173
239
324
415
477
5 11
15 26
61
100
120 135
0 12
22
45 56
70 85
0
100
200
300
400
500
600
700
800
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total
Europa
China + Coreia
USA
C
o
n
s
u
m
o
 d
e
 a
ç
o
 c
o
n
fo
rm
a
d
o
 a
 q
u
e
n
te
 (
1
0
3
to
n
)
Ano
P
e
ç
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 p
ro
d
u
z
id
a
s
 p
o
r 
a
n
o
 (
m
il
h
õ
e
s
)
Ano
1987:
3 milhões/ano
4 peças/veículo
1997:
8 milhões/ano
6 peças/veículo
2007:
95 milhões/ano
8/10 peças/veículo
2013:
450 milhões/ano
> 20 peças/veículo
Outubro de 2013:
• Mais de 210 linhas no mundo
• 55 novas linhas planejadas
Peças automotivas produzidas por conformação a quenteEvolução do consumo de aço conformado a quente revestido
• As figuras abaixo mostram o incrível crescimento do consumo dos aços ao boro conformados a quente.
• O primeiro fabricante de veículos a usar tais aços foi a empresa sueca Saab Automobile AB em 1984.
• A produção de peças automotivas por conformação a quente passou de 3 milhões por ano em 1987 para 8
milhões em 1997, atingindo cerca de 100 milhões em 2007 e 450 milhões de peças em 2013.
• O número médio de peças por veículo, fabricadas por essa técnica, passou de 4 em 1987 para mais de 20
em 2013. Os principais componentes automotivos atualmente feitos com tal material/processo são: para-
choques, reforços para o teto e colunas A e B, barras de proteção para portas, elementos de
travessas e longarinas, e túnel central.
• A figura da esquerda revela que foram consumidas no mundo cerca de 700 mil toneladas em 2013 de
aço ao boro revestido conformado a quente, com destaque para o maior consumo no mercado europeu.
Aços ao Boro para conformação a quente
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Especificação 
do aço
Composição Química (%) 
C Mn Cr B Si Al Ti
20MnB5 0,16 1,05 0,23 0,001 0,40 0,04 0,034
22MnB5 0,23 1,18 0,16 0,002 0,22 0,03 0,040
27MnCrB5 0,25 1,24 0,34 0,002 0,21 0,03 0,042
37MnB4 0,33 0,81 0,19 0,001 0,31 0,03 0,046
Usibor® 1500 0,221 1,29 0,193 0,0038 0,28 0,032 0,039
Especificação 
do aço
LE (MPa) LR (MPa)
Antes
Após 
Conformar
Antes
Após 
Conformar
20MnB5 505 967 637 1354
22MnB5 457 1010 608 1478
27MnCrB5 478 1097 638 1611
37MnB4 580 1378 610 2040
• A liga mais usada para conformação a quente e têmpera na prensa
é o aço 22MnB5, cuja curva TRC é mostrada na figura ao lado.
• A mínima taxa de resfriamento para obter microestrutura totalmente
martensítica é cerca de 30 ºC/s, iniciando a transformação em Mi =
425 ºC e concluindo com Mf = 280 ºC.
• Composição química especificada do aço 22MnB5: 0,22-0,25% C;
1,20-1,40% Mn; 0,20-0,30% Si; 0,020% P máx; 0,005% S máx;
0,020-0,050% Al total; 0,020-0,050% Ti; 0,11-0,20% Cr; 0,0020-
0,0035% B; 0,10% Mo máx; 0,10% Cu máx e 0,10% Ni máx.
• As tabelas abaixo mostram a composição química típica de
alguns dos principais aços para conformação a quente, assim como
valores típicos para os limites de escoamento e de resistência
antes e após a conformação e têmpera na prensa.
• Tais propriedades mecânicas justificam a sua classificação como
Aços Ultra-Resistentes.
Aços ao Boro para conformação a quente
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
• As altas temperaturas usadas na conformação a quente podem gerar
oxidação superficial do aço em contato com o ar, exigindo ações para a
proteção superficial prévia do material ou posterior remoção de tais óxidos
(jateamento de granalha).
• O método mais usado para proteção superficial desses aços é a aplicação
de um revestimento metálico de Al-Si através de imersão a quente em linhas
de zincagem contínua. Tal revestimentocontém 10% Si, 3% Fe e 87% Al.
• A figura superior esquerda mostra o aspecto da microestrutura do Aço
Usibor®1500 (produzido pela Arcelor Mittal) antes da conformação a quente,
e abaixo dela o mesmo material após conformação e têmpera na prensa.
• As figuras inferiores apresentam a microestrutura do aço base do mesmo
material, antes (figura à esquerda) e após a conformação a quente (direita).
É possível notar a presença de ferrita e perlita na temperatura ambiente,
antes da austenitização do material. Após conformado a quente e temperado
na prensa, o material se encontra com a microestrutura martensítica.
Al-Si
Al-Fe-Si
Aço base (ferrita+perlita)
Al-Fe-Si
Aço base (martensita)
Aços ao Boro para conformação a quente
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Slide 42
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Sandro Rosa Corrêa
Aços para chapas de aplicação automotiva
 No exemplo abaixo, foi usada uma nomenclatura especial. Ultra alta resistência = aço ao
boro para conformação a quente; extra e muito alta resistência = bifásicos, TRIP ou complex
phase; alta resistência = ARBL (microligado) ou BH (bake hardenable).
Aço grau estampagem
Aço alta resistência
Aço muito alta resistência
Aço extra alta resistência
Aço ultra alta resistência
Alumínio
Plástico
Volvo V40 Cross Country 2013
Barras anti-colisão 
ou barras de reforço 
das portas
Aços ao Boro para conformação a quente
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 43
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Aços para chapas de aplicação automotiva
 Novamente, a mesma nomenclatura do slide anterior. O Volvo XC90 2015 emprega grande quantidade de
aço ao boro conformado a quente, que é o atual aço de mais alta resistência usado para a fabricação de
estruturas de carrocerias a nível mundial. Tal aço corresponde a 40% do peso total da estrutura.
Aço grau estampagem
Aço alta resistência
Aço muito alta resistência
Aço extra alta resistência
Aço ultra alta resistência
Alumínio
2015 Volvo XC90
Aços ao Boro para conformação a quente
../../../../../Downloads/Volvo XC90 2015 Body Structure with Graphics.mp4
../../../../../Downloads/Volvo XC90 2015 Body Structure with Graphics.mp4
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 44
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
• Aço Ultra-Resistente (aço ao boro conformado a quente) é usado em partes estratégicas da estrutura da
carroceria, minimizando deformações da cabine numa eventual colisão, para a segurança dos passageiros.
Audi RS 7 Sportback 2014
Materials in the body structure
Aços ao Boro para conformação a quente
../../Desenvolvimento de Produtos/Material para Trabalhos/Audi A6 Lightweight Hybrid Steel-Aluminum Construction - YouTube.rv
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Audi S1 Sportback 2015
Materials in the body structure
Aço ao Boro 
conformado a 
quente
Aços ao Boro para conformação a quente
../../Desenvolvimento de Produtos/Material para Trabalhos/Audi A6 Lightweight Hybrid Steel-Aluminum Construction - YouTube.rv
../../Desenvolvimento de Produtos/Material para Trabalhos/Audi A6 Lightweight Hybrid Steel-Aluminum Construction - YouTube.rv
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 46
Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Chevrolet Colorado 2015
Steel structure
Possível tradução da nomenclatura usada:
Press Hardened Steel = aço ao boro conformado a
quente e temperado na prensa ; Ultra High-Strength
Steel = aço temperado pós-conformação; Advanced
High-Strength Steel = complex phase ou dual phase;
High Strength Steel = ARBL (microligado).
HIGH-STRENGTH STEEL
ADVANCED HIGH-STRENGTH STEEL
ULTRA HIGH-STRENGTH STEEL
PRESS HARDENED STEEL
Aços ao Boro para conformação a quente
../../Desenvolvimento de Produtos/Material para Trabalhos/Audi A6 Lightweight Hybrid Steel-Aluminum Construction - YouTube.rv
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 47
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Tailor Rolling de Aços para Conformação a Quente
• Uma outra tecnologia capaz de contribuir na produção de componentes com desempenho otimizado quanto à
relação resistência/peso é o processo de fabricação conhecido por “Tailor Rolling” ou “Tailor Rolled Coil”.
• Tal processo consiste na laminação a frio de uma tira de aço, com rigoroso e preciso controle da abertura entre os
cilindros de trabalho, gerando variadas espessuras da chapa em pequenas distâncias na direção de laminação. A
bobina assim laminada resulta nos chamados “Tailor Rolled Blanks”, nas dimensões adequadas à peça a conformar.
• Em geral, esse processo é aplicado a aços ao boro para conformação a quente usados na produção da coluna B.
• Dados de 2012 informam grande produção de colunas B através desse processo/material para o VW Golf (800.000
peças/ano), Ford Focus (400.000), BMW Série 3 (350.000) e Audi A3 (200.000).
• O exemplo mostrado abaixo corresponde ao uso do processo em questão na coluna B do Volkswagen Golf Geração 7.
Profile CheckCorrection
Roll gap 
control
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Sandro Rosa Corrêa
19,1 % Aço Baixo C 
9,3 % Aço BH
22,7 % Aço ARBL 
30,2 % Bifásico/Multifásico 
5,1 % Martensítico
4,3 % HF de Aço ao Boro
3,5 % Alumínio 
Cadillac CTS 2014
• A estratégia de seleção de materiais no projeto do
Cadillac CTS 2014 tomou por base a economia/kg de
material eliminado em relação ao modelo 2013.
• A redução de peso foi de 26 kg em relação ao CTS 2013.
• A estrutura da carroceria do CTS 2014 é 8,5% mais leve
e 40% mais rígida do que a do modelo 2013.
• A quantidade total de alumínio usado (incluindo os painéis
externos) subiu de 15% no modelo 2013 para 18% no
modelo 2014.
• O projeto da coluna central utilizou “tailor rolling” de
aço ao boro conformado a quente, resultando num total
de apenas 2 partes (verde e cinza na figura ao lado), com
4,62 kg. Comparando com o CTS 2013, a mesma coluna
central era composta por 8 partes e pesava 6,36 kg.
• Outro destaque do projeto é o uso de aço martensítico
nos reforços do painel Rocker (estribo lateral).
Tailor Rolling de Aços para Conformação a Quente
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 49
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Sandro Rosa Corrêa
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
10
20
30
40
50
60
70
0
Tensile Strength (MPa)
T
o
ta
l 
E
lo
n
g
a
ti
o
n
(%
)
AHSS de 3ª Geração (aços de têmpera e partição – Q&P)
• Os aços de 2ª geração apresentam
propriedades excepcionais, porém ainda
precisam evoluir quanto à viabilidade
econômica e de produção.
• Os aços de Têmpera e Partição estão
na 3ª geração dos aços avançados de
alta resistência, com propriedades
mecânicas entre os aços da 1ª e da 2ª
geração, mas com viabilidade superior
aos da 2ª geração.
• O processo de Têmpera e Partição (T&P ou Q&P) possibilita a produção de aços com frações
controladas de austenita retida, a partir do enriquecimento da austenita com carbono em
solução pela partição (migração) de carbono da martensita, sem a precipitação de carbonetos.
• A precipitação de carbonetos pode ser eliminada, suprimida ou retardada pela adição de
alguns elementos de liga, como o silício e o alumínio.
• A austenita retida proporciona o efeito TRIP (plasticidade induzida por transformação), que
confere ao material elevado valor de deformação uniforme e grande absorção de energia
durante um impacto (por exemplo, numa eventual colisão da carroceria de um automóvel).
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 50
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
AHSS de 3ª Geração (aços de têmpera e partição – Q&P)
• O processo consiste na austenitização completa, seguida por uma têmpera até uma
temperatura ótima calculada (QT), que resulta numa quantidade ótima de austenita retida.
• Após a têmpera inicial, o aço é aquecido até uma temperatura(PT) onde ocorre a partição
do carbono da martensita, enriquecendo a austenita com carbono e fazendo com que ela
fique termicamente estável na temperatura de uso final do material.
• Uma variação do processo é utilizar um tratamento intercrítico, substituindo a austenitização
completa. Algumas vantagens do tratamento intercrítico são: a produção de austenita
primária com mais carbono que o teor de carbono da liga, e a presença de ferrita que confere
mais ductilidade ao material.
C i = teor de C inicial da γ na T de encharque
Cγ= teor de C na austenita
Cm = teor de C na martensita
Tempo
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
AHSS de 3ª Geração (aços de têmpera e partição – Q&P)
E. De Moor, J.G. Speer, D.K. Matlock, J.H. Kwak, and S.B. Lee, “Effect of Carbon and Manganese on the Quenching and Partitioning
Response of CMnSi Steels,” ISIJ Intl. Vol. 51, no. 1, 2011, pp.137-144.
• Um dos principais grupos de estudo e desenvolvimento de AHSS de 3ª Geração atua na
Colorado School of Mines, sendo mostrado abaixo um exemplo de Aço Q&P em estudo.
• Temperatura e tempo de austenitização: 820 ºC por 120 segundos
• Temperatura final de têmpera: 200 ºC
• Temperatura e tempo de partição: 400 ºC por 30 segundos
Fotomicrografia em MEV de um aço Q&P 
com 0,3C – 3Mn – 1,6Si 
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
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Austenite + Martensite
Ferrite + Martensite
Aços avançados de alta resistência de 3ª Geração 
• Um método para se simular as propriedades de
eventuais novos AHSS de 3ª geração considera frações
variadas das fases na microestrutura, como indicado pelas
curvas vermelha e azul na figura ao lado.
• As combinações de ferrita e martensita (curva vermelha)
numa hipotética microestrutura seguem basicamente a
posição dos aços de 1ª geração.
• A curva azul considera austenita totalmente estável (não se
transforma ao ser deformada). A curva está na região
prevista para os AHSS de 3ª geração, indicando a presença
importante da austenita no projeto de tais aços, aliando
altas resistência e ductilidade.
• Uma outra simulação é mostrada abaixo, para 4 condições
de estabilidade da austenita, em combinações com a ferrita.
Os pontos das curvas correspondem a frações de austenita de
0 a 85%, com destaque para os resultados da curva azul (B).
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Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 53
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Aços avançados de alta resistência de 3ª Geração 
Nissan Infinity Q50 2014
• Só dois aços AHSS de 3ª Geração estavam disponíveis
comercialmente em 2014: os de Têmpera e Partição (Q&P
Steels) e os aços TRIP com ferrita bainítica (TBF Steels).
• A Siderúrgica Kobe Steel desenvolveu Aços TBF com limite
de resistência de 980 MPa até 1470 MPa.
• O Aço TBF 1180 vem sendo usado nas colunas A e B, e em
reforços do painel Rocker do Nissan Infinity Q50 2014. Tal
aço é mostrado em vermelho na figura ao lado,
correspondendo a 4% do peso da estrutura.
• A Nissan estima atingir cerca de 25% da estrutura com aços
conformados a frio de ultra-alta resistência até 2017.
• Abaixo são mostradas curvas tensão-deformação de alguns
AHSS de 1ª e 3ª Geração. Pode-se observar que o aço de
têmpera e partição (Q&P 980) tem LR similar ao bifásico DP
980, porém com deformação total bem superior. A mesma
comparação é feita entre o martensítico (MART 1200) e o TBF
1180, com limites de resistência próximos a 1.200 MPa, mas
com deformação total 3 vezes maior no TBF 1180. O Nano
Steel 1200 ainda não está disponível comercialmente (em
desenvolvimento), mas apresenta propriedades promissoras.
Engineering Strain (%)
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
• Uma nova categoria de AHSS de 3ª Geração vem sendo estudada e desenvolvida pela NanoSteel
®
Company.
• Tal categoria explora composições químicas e mecanismos não usuais para aliar alta resistência e ductilidade.
• Esses aços apresentam 10 a 20% de átomos de elementos do Grupo-P (região da tabela periódica encabeçada
por boro-carbono-nitrogênio-oxigênio-flúor), ficando clara na figura abaixo a importância do boro.
• A microestrutura dendrítica austenítica inicialmente solidificada (já travada por boretos complexos nos contornos
de grão) sofre intenso refino ao ser exposta a elevadas temperaturas (via tratamento térmico ou laminação a
quente), ao invés de se tornar grosseira. Tal refino gera estaticamente grãos e fases uma ordem de magnitude
menores que a original (menores que 100 nm), e com grande capacidade de encruar (elevado expoente de
encruamento) durante a sua deformação a frio. A citada deformação induz a formação de refinada granulação
ferrítica e de precipitados em escala nano (fases hexagonais) que promovem um chamado “mecanismo de
endurecimento dinâmico por nanofases”. As propriedades mecânicas finais podem ser extraordinárias.
• Além disso, a NanoSteel
®
afirma que tais materiais podem ser utilizados nas instalações industriais existentes.
Aços avançados de alta resistência de 3ª Geração 
Casting Heat Treatment Deformation
Structure # 1 Structure # 2 Structure # 3Mechanism # 1 Mechanism # 2
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 55
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Aços avançados de alta resistência de 3ª Geração 
• A NanoSteel
®
divulgou em 2013 três classes de AHSS
com diferentes níveis de resistência mecânica.
• A figura inferior direita mostra curvas tensão-
deformação de alguns exemplos dessas 3 classes, em
comparação com aços tradicionais. O aço Classe 1
apresenta LR superior a 800 MPa e alongamento total
similar ao dos aços baixo carbono. Destaque para o
Classe 2, com LR de 1200 MPa e deformação total
acima de 35%, superando os diversos aços bifásicos
disponíveis comercialmente. O Classe 3 tem LR em torno
de 1600 MPa e ductilidade entre 5 e 10%.
• A figura inferior esquerda revela promissores
resultados de novas ligas de alta ductilidade, divulgados
em 2014. O exemplo em vermelho tem LR de 1200 MPa
e deformação total próxima de 50%.
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Filme de óleo: 2 - 4 nm
Filme de passivação: 1 - 2 nm
Óxido de estanho
Estanho livre
150 - 1530 nm
Camada de liga FeSn2
80 nm
Aço-base
0,14 - 0,45 mm
Classificação dos aços segundo a aplicação
Aços para chapas, sub-grupo Folhas Metálicas para aplicação em embalagens:
• A principal folha é a Folha-de-Flandres,
que é uma folha laminada de aço baixo
carbono, com espessura inferior a 0,45 mm,
revestida em ambas as faces com estanho
por processo de eletrodeposição (última
etapa de fabricação na usina siderúrgica).
• A Folha pode ser obtida por Simples
Redução (uma só etapa de laminação a frio
em LTF), ou por Dupla Redução, com a
qual pode atingir pequenas espessuras de
até 0,14 mm. Na Dupla Redução, a folha
sofre uma 2ª etapa de laminação a frio (25
a 30% de redução de espessura) após
passar por tratamento de recristalização via
recozimento contínuo ou em caixa,
para restaurar a capacidade de deformação
esgotada na 1ª etapa de redução no
laminador de tiras a frio.
• A figura ao lado mostra uma representação
esquemática das camadas superficiais
presentes na Folha-de-Flandres. A Norma
NBR 6665 da ABNT apresenta detalhes das
especificações das folhas metálicas de aço.
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 57
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Classificação dos aços segundo a aplicação
• As Folhas-de-Flandres são usadas em embalagens metálicas, como nos exemplos acima. É o
melhor meio de proteger, acondicionar e transportar alimentos, inclusive com fechamento
hermético, que permite a pasteurização ou até cozimento (tratamento térmico do alimento no interior
da lata fechada) para a conservação por longos períodosde tempo sem conservantes.
• Embalagens com formato diferenciado promovem a marca e geram identidade visual do produto,
aumentando seu valor. Tais formatos são gerados por tecnologias de expansão do corpo da lata,
originalmente com formato cilíndrico via solda elétrica, através de métodos mecânicos, hidráulicos ou
pneumáticos. São as modernas Latas Expandidas, como as mostradas acima.
Esp = 0,18 mm ; SR ; T59 ; LE = 390 MPa ; 
recozimento contínuo ; C 300 ppm ; RH
Esp = 0,19 mm ; SR ; T59 ; LE = 390 MPa ; 
recozimento contínuo ; C 300 ppm ; RH Mesma especificação da lata 
do Leite Moça
Esp = 0,19 mm ; SR ; T52 ; LE = 245 MPa ; 
recozimento em caixa ; C 600 ppm
Aços para chapas, sub-grupo Folhas Metálicas para aplicação em embalagens:
Professor
Realce
Professor
Realce
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 58
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
 Aços para Arames e Fios – Dependendo do
uso final, podem apresentar características de
resistência à tração muito maiores do que as
usuais; é o caso de cabos e tirantes para
construção de pontes, e os “fios de música” ou
“corda de piano”, os quais podem alcançar LR
superiores a 2.000 MPa.
 Aços para Molas – As molas helicoidais são
produzidas a partir de barras ou fios, enquanto
que as semi-elípticas são obtidas a partir de tiras;
em geral são usados aços ao carbono (médio ou
alto carbono) ou aços-liga, conformados no
estado recozido e posteriormente temperados e
revenidos; as propriedades visadas são: elevado
limite de escoamento, elevado limite de fadiga e
elevada resistência ao impacto. A qualidade
superficial também é relevante (irregularidades,
riscos, descarbonetação superficial), para evitar
concentrar tensões e reduzir o limite de fadiga.
Classificação dos aços segundo a aplicação
Ponte Akashi-Kaikyo, no Japão: o maior vão central suspenso (1.991 m)
do mundo. Os cabos de aço são formados por 290 feixes, cada um com
127 fios de aço galvanizado de alta resistência (LR = 180 kgf/mm2).
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 59
Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
 Aços de Usinagem Fácil – Caracterizados pela
sua elevada usinabilidade, devida a teores acima
dos normais de enxofre e fósforo, ou ainda pela
presença de chumbo; tais materiais só se justificam
em casos muito especiais, já que os citados
elementos resultam em péssimas propriedades
mecânicas (especialmente tenacidade).
 Aços para Cementação – Normalmente de
baixo carbono e baixos teores de elementos de liga,
de modo a favorecer o enriquecimento superficial
de carbono, mas mantendo o núcleo tenaz após
tratamento termo-químico de cementação, seguido
de têmpera e revenido. Exemplos: AISI 1016, 1020,
3120, 4320, 4615, 5120, 8620.
 Aços para Nitretação – Usualmente são aços ao
carbono, ou com elementos de liga como cromo,
molibdênio e alumínio quando submetidos ao
processo clássico de nitretação.
Engrenagem de Aço 
Baixa Liga carbonetado e 
com têmpera superficial
Virabrequim feito com 
Aço 4340 forjado, temperado, 
revenido e nitretado
Classificação dos aços segundo a aplicação
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
EEIMVR
Aula 7 – Classificação dos Aços
Slide 60
Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
 Aços para Ferramentas e Matrizes – Usados
para trabalhar outros materiais, exigindo altas dureza,
resistências mecânica e ao desgaste ou mesmo
tenacidade, inclusive em altas temperaturas. Nesses
casos, ainda se exige resistência à corrosão e/ou à
oxidação. Devem ser tratáveis termicamente, visando
microestrutura martensítica em extensas regiões,
algumas vezes com a presença de carbonetos estáveis
em altas temperaturas. Isso pode implicar no uso de
elementos de liga em teores muito elevados, incluindo
Cr, Mo, W, V, Co, e naturalmente o próprio Carbono.
 Aços Resistentes ao Desgaste – Destaque para
os Manganês-Austeníticos (Hadfield). São aços de alto
C (1,0 a 1,4 %) e alto Mn (10 a 14 %) austeníticos,
cuja austenita sofre transformação martensítica
induzida por deformação. Suas principais aplicações
são nas indústrias de construção, mineração,
ferroviária, etc. (britadores, moinhos de bola,
escavadeiras, dragas, ferramentas pneumáticas, etc.).
Classificação dos aços segundo a aplicação
Professor
Realce
Professor
Realce
Professor
Realce
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Aula 7 – Classificação dos Aços
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Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
 Aços para Construção Mecânica – Os
principais são chamados Aços para Beneficiamento,
sendo usados na fabricação de peças diversas, em
geral sofrendo tratamentos térmicos de
têmpera e revenido (eixos, coroas, pinhões,
bielas, virabrequins, rolamentos, etc.). Alguns
autores incluem também nessa classe os aços para
molas, cementação, nitretação e usinagem fácil.
Usualmente são aços de médio carbono (acima de
0,25% C), com ou sem elementos de liga. É
comum que a sua seleção para uso em
determinada peça seja feita conjuntamente
com a especificação do tratamento térmico.
Assim, é preciso considerar os esforços estáticos e
dinâmicos atuantes na peça, as propriedades finais
desejadas, a geometria da peça (dimensões e
forma), e a curva de temperabilidade do material.
Exemplos de alguns dos principais aços para
construção mecânica: AISI 1030, 1045, 4130,
4140, 4330, 4340, 5130, 5140, 8640, 8660, 300M.
Classificação dos aços segundo a aplicação
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 Aços Resistentes à Corrosão – São chamados de
“inoxidáveis”, com altos teores de Cr, Cr-Ni ou Cr-Mn.
A resistência à corrosão dos aços é em geral associada
à passivação da sua superfície, sendo o cromo o
elemento básico para esse fim. São classificados pela
microestrutura presente na temperatura ambiente ou
tratamento térmico empregado: martensíticos,
ferríticos, austeníticos, duplex (austenita+ferrita) e
endurecíveis por precipitação. O sistema mais usado
para classificação é o da AISI: os austeníticos são os
das séries 200 e 300, e a série 400 é usada para os
ferríticos e martensíticos.
 Aços Resistentes ao Calor – São também
chamados de “refratários”, com elevados teores
de cromo e níquel, e eventualmente adições de
outros elementos (Al, Si, Mo, W, Ti, Nb, V, etc.).
Possuem elevada resistência à oxidação pelo
calor, e suas propriedades mecânicas podem ser
mantidas em temperaturas acima da ambiente,
incluindo resistência à fluência.
Classificação dos aços segundo a aplicação
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• Aços para Fins Elétricos – Usados na fabricação de
núcleos de equipamentos elétricos (transformadores,
motores, compressores herméticos, etc.). São classificados
em função do valor da perda magnética, em baixa, média e
alta eficiência. Quanto menor a perda magnética, menor o
consumo energético do equipamento.
Os aços de grão-orientado são usados principalmente em
núcleos de transformadores de força e distribuição. Têm
cerca de 3% de silício, e apresentam uma forte textura
cristalográfica, gerando excelentes propriedades de baixas
perdas magnéticas na direção de laminação da chapa.
Os aços de grão-não-orientado têm propriedades
isotrópicas no plano da chapa, sendo adequados para a
produção de motores elétricos. São sub-divididos em: ao
silício totalmente processados, prontos para serem
usados na fabricação dos motores (já recozidos, com C extra
baixo e tamanho de grão grande); semi-processados, pois
o encruamento e recozimento final são feitos posteriormente
por outra empresa (os de maior eficiência são extra-baixo C
com pequenas adições de Si e Al).
Classificação dos aços segundo a aplicação
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 Aços Ultra-Resistentes – Usados inicialmente
na indústria aeronáutica, hoje são aplicados
noutros campos da engenharia; possuem elevada
relação resistência/peso, com LE superior a 1.500
MPa, resultante de adequada combinação entre
composição química e tratamento térmico, como
é o caso do aço “maraging” (C<0,03%,18-
20%Ni, 8-10%Co, 3-5%Mo, 0,5-1,5%Ti, LR 
2.800 MPa e razoável ductilidade); mais
recentemente surgiram os aços TWIP (twinning
induced plasticity), austeníticos de alta liga (15 a
25% Mn) com LE baixo (300 MPa), LR alto
(acima de 1.000 MPa) e Altotal de 80%; destaque
ainda para os aços ao boro para
conformação a quente e têmpera na prensa,
atingindo LR acima de 1500 MPa e Altotal de 4 a
8% (microestrutura martensítica).
 Figura 1: Pino de pistão feito em Aço Maraging.
 Figura 2: Trem de pouso feito com Aço Inox Ferrium S53 (0,21C,
14Co, 10Cr, 5,5Ni, 2Mo, 1W, 0,3V, LR = 1980 MPa, similar ao 300M).
 Figura 3: Coluna B da estrutura de carroceria do Ford Fiesta 2013,
reforçada com Aço ao Boro para conformação a quente.
1
2 3
Classificação dos aços segundo a aplicação
F:/mdp-caminhoes-com-reducao-de-poluentes-xf52m_grfbky-009_035523_62456/content/data/repo/408056646.mp4
../Material para trabalhos/Motores Ciclo Otto.mp4
../Fotos/2013_Ford_Fiesta_Body_Structure_B-Pillar-UHSS-Boron.jpg
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Classificação dos aços segundo a aplicação
Aços Ultra-Resistentes
Especificação 
do aço
LE 
(MPa)
LR
(MPa)
KIC
(MPa m1/2)
Along. 
(%)
RA
(%)
KISCC
(MPa m1/2)
Resist. à 
corrosão
4340 1531 1903 55 11 35 11 Baixa
300M 1669 1979 55 11 37 16 Baixa
Maraging 250 1724 1827 101 12 55 49 Baixa
AerMet® 100 1724 1965 126 14 65 22 Baixa
Ferrium® M54® 1731 2021 126 15 61 110 Baixa
Ferrium® S53® 1552 1986 71 15 57 20-44 Alta
• Os aços de ultra-alta resistência são empregados em projetos aeroespaciais, mas podem ser usados
também em máquinas pesadas, máquinas agrícolas, automóveis, plataformas petrolíferas, vasos de
pressão e outras aplicações estruturais severas e de elevada responsabilidade.
• O aço 4340 é considerado como ultra-alta resistência, assim como o aço 300M, que é um
aprimoramento do 4340 (maiores teores de Mo, V e Si). Apesar de alcançarem altos valores de LE e LR,
os aços 4340 e 300M não atingem a elevada tenacidade apresentada por alguns aços endurecidos por
precipitação, como é o caso dos aços Maraging, AerMet® e Ferrium®.
• Os Aços Maraging (martensite + aging) são classificados pelo valor mínimo do LE, sendo indicado
tal valor em ksi (250, 300, 350, 400 e 450). São aços martensíticos de baixo teor de carbono,
altamente ligados (principalmente Ni, Co e Mo), em que a alta resistência mecânica é em parte obtida
por envelhecimento. Além da elevada resistência mecânica, possuem excelente tenacidade e boa
soldabilidade.
• Os aços da família AerMet® (100, 310 e 340) são martensíticos de ultra-alta resistência, com
elementos de liga como Co, Ni, Cr, Mo e C. Apresentam também elevada tenacidade, soldabilidade,
resistência à fadiga e resistência ao SCC (stress corrosion cracking).
• O Aço Ferrium® M54® (AMS 6516) apresenta ultra-alta resistência, elevada tenacidade à
fratura, excelente resistência à fadiga e alta resistência ao trincamento por corrosão sob
tensão (SCC). Ele é produzido por dupla fusão a vácuo (fusão a vácuo por indução e posterior refusão
a arco e a vácuo, ou VIM/VAR), gerando excelente limpeza interna e ótima resistência à fadiga.
• O Aço Ferrium® S53® , além das propriedades já citadas, apresenta elevada resistência à
corrosão em função do alto teor de Cr, sendo considerado inoxidável.
Peças de trens de pouso de aviões
Aço Ferrium® S53® usado no eixo do 
rotor do helicóptero MH-60S
Detalhe do eixo do 
rotor de helicóptero
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• Aços Sinterizados – São obtidos pelo processo conhecido
como “metalurgia do pó”, usado principalmente na produção
seriada de peças metálicas onde a precisão dimensional e o
bom acabamento são requisitos prioritários no produto final.
Baixo consumo energético de transformação e alto
aproveitamento da matéria prima resultam também em
reduzido custo de fabricação. Diferentes composições
químicas e microestruturas podem ser obtidas, assim como
compósitos. Principais aplicações nas indústrias de
autopeças, eletrodomésticos, ferramentas de corte e elétricas,
e compressores herméticos.
Classificação dos aços segundo a aplicação
 Aços Criogênicos – São os aços capazes de suportar
esforços em baixas temperaturas. A principal preocupação é
a tenacidade, já que as microestruturas baseadas na
ferrita (CCC) apresentam transição dúctil-frágil em
temperaturas pouco abaixo da ambiente. Crescentes teores
de níquel alteram tal situação, sendo que os inoxidáveis
austeníticos (CFC) 304 e 316 apresentam adequados
valores de tenacidade para temperaturas de até -269ºC
(hélio líquido). Aplicações: equipamentos para transporte e
armazenamento de gases e líquidos criogênicos.
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Classificação dos aços segundo a aplicação
Aplicações de Aços Sinterizados na Indústria Automobilística
Vários componentes são feitos com peças sinterizadas,
muitas delas em aço: amortecedores, bielas do motor,
capas de mancal do virabrequim,
polia sincronizadora do comando de
válvula, rotores da bomba d’água e
de óleo, injeção eletrônica,
anéis do sensor do freio ABS,
sistemas de freio, peças para
caixas de mudança manual e
automática, cubo de polias,
motores elétricos, motor de
arranque, velas de ignição,
filamentos de lâmpadas,
assentos de válvula, relês
elétricos, pastilhas de freio e
discos de embreagem. Fonte: Grupo Setorial de Metalurgia do Pó
www.metalurgiadopo.com.br